Gáznyomás-szabályozás, nyomásszabályozó állomások

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Gáznyomás-szabályozás, nyomásszabályozó állomások"

Lili Gulyás
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 Gáznyomás-szabályozás, nyomásszabályozó állomások Horánszky Beáta október Gáznyomás-szabályozás 1

2 Földgázszállító és -elosztó rendszer F O R R Á S O L D A L Hazai földgáztermelő mező kiadási pontja Import gázvezeték belépési pontja az országhatáron Föld alatti gáztároló kiadási pontja SZÁLLÍTÓ RENDSZER Gázátadó állomás nagyközépnyomású hálózat Gázfogadó állomás ELOSZTÓ RENDSZER középnyomású hálózat Körzeti nyomásszabályozó állomás kisnyomású hálózat TELEKHATÁR fogyasztók, ügyfelek F O G Y A S Z T Ó I O L D A L fogyasztók, ügyfelek 3 Alapfeladat Meghatározó: a fogyasztói oldal, gázkészülékek. Az energia-felszabadítás hely: a gázégő. Az égő előtt (közel) állandó nyomás kell. Névleges hőterhelés névleges csatlakozási nyomás. Határ-hőterhelés alsó és felső csatlakozási nyomás. Háztartási gázkészülékek: atmoszférikus légellátású injektoros égők Nagyobb teljesítményű gázkészülékek: blokkégők (készülék-nyomásszabályozóval) Fogyasztói nyomásszabályozók: minimális primer oldali nyomás 4 2

0,1 bar; hagyományos kisnyomás, 25 33 mbar növelt (emelt) kisnyomás, 85 100 mbar Középnyomás: max.

3 Atmoszférikus légellátású injektoros égő 5 Alapfeladat Továbbá: nyomástartományok, nyomáshatárok, névleges, maximális, minimális üzemi nyomás. Kisnyomás: max. 0,1 bar; hagyományos kisnyomás, mbar növelt (emelt) kisnyomás, mbar Középnyomás: max. 4 bar; gyakorlatban min. 1,2 1,5 bar, max. 3,6 4,0 bar Nagyközépnyomás: max. 25 bar; gyakorlatban min. 5 8 bar, max bar Alapfeladat: a gáz nyomásának állandó értéken tartása 6 3

4 Szabályozó berendezés 1 alapjel képző 2 különbségképző 3 érzékelő 4 jelátalakító 5 erősítő 6 - beavatkozó 7 végrehajtó Szabályozott berendezés 8 csővezeték szakasz 7 Szabályozás A szabályozott szakasz: a nyomásszabályozó berendezés és a gázkészülék közötti csővezeték szakasz. A szabályozott jellemző: a szabályozott szakasz nyomása. A szabályozott jellemzőt befolyásoló tényezők, zavaró jellemzők: gázfogyasztás, bemenő nyomás. Feladat: a szabályozott jellemző állandó értéken tartása a zavarások ellenére értéktartó szabályozás 8 4

5 A szabályozási kör elemei Szabályozó berendezés Alapjel képző: rúgó, vezérlő nyomás, súly Különbségképző és érzékelő: membrán Jelátalakító, erősítő Beavatkozó: szelepszár Végrehajtó: szeleptányér Szabályozott berendezés A szabályozott jellemző: a szekunder oldali nyomás Zavaró jellemzők: gázfogyasztás, primer oldali nyomás 9 A szabályozott berendezés Csővezeték szakasz Jellemző méretek: hossz, átmérő térfogat A térfogatban lévő gáztömeg: m [kg] Időegység alatt max. beáramló gáztömeg: m 1 [kg/s] Időegység alatt max. kiáramló gáztömeg: m 2 [kg/s] A szabályozott berendezés legfontosabb jellemzője: az időállandó Az időállandó a szabályzási folyamat változásának sebességét, ezen át a szabályozási feladat nagyságát mutatja meg. 10 5

6 A szabályozott berendezés időállandója T f m m 1max [s] Mértékegységek: m [kg]; m 1max [kg/s] T f növekszik, ha m növekszik, azaz ha V vagy/és p 2 növekszik. T f növekszik, ha m 1max csökken, azaz ha p 1 vagy/és A 1 csökken. 11 Tervezés: a szabályozott berendezés időállandójának növelése T f növekszik, ha m növekszik, azaz ha V vagy/és p 2 növekszik. A nyomásszabályozó utáni csőtérfogat (V) növelése Nagyobb csőátmérő (d) Hosszú csővezeték (l) Nagyobb szekunder oldali nyomás tervezése (p 2 ) T f növekszik, ha m1max csökken, azaz ha p 1 vagy/és A 1 csökken. Kisebb szelep-keresztmetszetű nyomásszabályozó (A 1 ) A primer nyomás nem tervezési paraméter (p 1 ) 12 6

7 A nyomásszabályozó berendezés Az áramló gáz saját energiájával működik, külső energiaforrás nélkül Működés szerint: közvetlen működésű berendezés vezérlőszabályozós berendezés Meghibásodáskor: lezáródó típusú berendezés nyitva maradó típusú berendezés 13 Közvetlen működésű nyomásszabályozó atmoszférikus nyomás impulzus vezeték Pe Pa 14 7

8 Közvetlen működésű nyomásszabályozó 15 Közvetlen működésű nyomásszabályozó 16 8

9 Közvetlen működésű nyomásszabályozó 17 Alapjel képző, különbségképző, érzékelő Alapjel-képzés rúgóterheléssel 18 9

10 Alapjel képző, különbségképző, érzékelő Alapjel-képzés súlyterheléssel, segédgáz-nyomással 19 Vezérlőszabályozós nyomásszabályozó 20 10

11 Nyomások Tervezési nyomás (p t ), (DP, design pressure): az a nyomásérték, amelyen a gázvezeték szilárdsági számításai alapulnak. Üzemi nyomás (p ü ), (OP, operating pressure): normál üzemeltetés során a gázvezetékben folyamatosan fenntartott üzemi nyomás. Megengedett üzemi nyomás (MOP, maximum operating pressure): gázvezetékben fenntartott üzemi nyomás maximuma, amellyel normál feltételek mellett a rendszer folyamatosan üzemeltethető. Maximális veszélyes nyomás (MIP, maximum incidental pressure): nyomáshatárolóval (gyorszár) korlátozott, legnagyobb üzemzavari nyomás, amelyet a rendszer rövid ideig elvisel. 21 Nyomások kisnyomás OP 0,1 MIP 2,50 x MOP 0,1 < OP 1,0 MIP 1,40 x MOP középnyomás 1,0 < OP 4,0 MIP 1,40 x MOP 4,0 < OP 10,0 MIP 1,30 x MOP nagyközép-nyomás 10,0 < OP 16,0 MIP 1,25 x MOP 22 11

12 Nyomások Általános érvényű szabály: MOP DP A gázelosztó rendszer minden pontjára: OP MOP Bemenő nyomás (p b ): a nyomásszabályozó bemenetén mérhető nyomásérték. Kimenő nyomás (p k ): nyomásszabályozó beszabályozással megválasztott, kimenetén mérhető nyomásérték. 23 A nyomásszabályozó jellemző paraméterei Bemenő nyomás min. és max. Kimenő nyomás min., névleges, max., aktuális Maradó szabályozási eltérés p 2akt - p 2névl p 2akt = p 2névl = maradó szabályozási eltérés Gázterhelés, max. gázterhelés Zajszint osztályok: max. db, 35, 45, 85, nincs korlátozva A hangnyomásszint 70 db-nél magasabb nem lehet

13 A nyomásszabályozó pontossága Gáznyomás-szabályozó pontossága: a szabályozás minőségére utaló jellemző, a működési tartományon belül a pozitív és negatív szabályozási eltérés legnagyobb abszolút értékének átlaga a beállítási érték (névleges kimenő nyomás) százalékában kifejezve. Gáznyomás-szabályozó pontossági osztálya (AC): a pontosság legnagyobb megengedett értéke. 1 % 2,5 % 5 % 10 % 20 % 30 % 25 A nyomásszabályozó pontossága Pontossági osztály MSZE* AC 1 ±1 AC 2,5 ±2,5 AC 5 ±5 AC 10 ±10 AC 20 ±20 AC 30 ±30 *MSZE = megengedett szabályozási eltérés 26 13

14 A nyomásszabályozó záró nyomása Gáznyomás-szabályozó záró nyomása: az a nyomás, amely a beavatkozó elem (szabályozó szelep) zárt helyzetében a szabályozott változó (kimenő nyomás) mérési pontjában mérhető. Gáznyomás-szabályozó záró nyomás osztálya (SG): a legnagyobb megengedett pozitív különbség a tényleges záró nyomás és a beállítási érték között a beállítási érték (névleges kimenő nyomás) százalékában kifejezve. Gáznyomás-szabályozó záró nyomás zónája: az a nulla térfogatáramig terjedő tartomány, ahol a nyomásszabályozóra jellemző közepes bemenő oldali nyomáson (a nyomásszabályozó gépkönyvében megadott minimális és maximális bemenő nyomás számtani közepe) a térfogatáram csökkenése során, a szabályozott változón (kimenő nyomás) bekövetkező nyomásemelkedés következtében, a szabályozási görbe a szabályozási tartományon kívül esik. Gáznyomás-szabályozó záró nyomás zóna osztálya (SZ): a legnagyobb megengedett záró nyomás zóna, a közepes bemenő oldali nyomáshoz tartozó maximális térfogatáram százalékában kifejezve. 27 A nyomásszabályozó záró nyomása Zárónyomás osztály MSZE* SG 2,5 ±2,5 SG 5 ±5 SG 10 ±10 SG 20 ±20 SG 30 ±30 SG 50 ±30 *Megengedett szabályozási eltérés a zárónyomás zónán belül 28 14

15 Követelmények előtt gyártott berendezések főbb jellemzőit az MSZ 7047/2-81 szabvány (visszavont) rendelkezéseinek és fogalommeghatározásának megfelelően alábbi tényezők határozták meg: szabályozási osztály: S10, vagy S5, zárónyomás osztály: Z50 túllendülési osztály: T50 29 Követelmények A nyomásszabályozók az MSZ EN 334:2005+A1:2009 gyártási szabvány előírásainak és az alábbi meghatározó paramétereknek feleljenek meg: pontossági osztály: AC10, vagy AC5, zárónyomás-osztály legalább SG30, zárónyomászóna osztálya: SZ

16 Ajánlások a pontosságra és a záró nyomásra MOP Pontossági osztály Zárónyomás osztály OP 0,1 AC 10 SG 30 0,1 < OP 1,0 AC 5 SG 10 1,0 < OP 4,0 AC 5 SG 10 4,0 < OP 10,0 AC 2,5 SG 10 10,0 < OP 16,0 AC 2,5 SG A nyomásszabályozó statikus jelleggörbéje p 1 = állandó Ha nem áramlik a gáz, vagyis q=0, akkor p 2 =p záró q=0 és qmin között (10%) konstrukciós okokból nem tudja tartani a szekunderi nyomást

17 A nyomásszabályozó statikus jelleggörbéje p 2 arány integráló-szabályozó integráló-szabályozó arány-szabályozó p 1 = állandó p 2max p névleges 1-30% 1-30% MSZE 0 10% 100% p 2min q 33 A nyomásszabályozó statikus jelátviteli görbéje A nyomásszabályozó erősítése K R tg p A1 max p 2max 2min 34 17

18 A nyomásszabályozó erősítése 35 A gáznyomás-szabályozó kiválasztásának elvei (Értekes István munkássága alapján) Válasszuk a lehetséges legnagyobb szekunder oldali nyomást! Ne válasszunk a szükségesnél nagyobb nyomásszabályozót! Használjuk ki a megengedett maximális maradó szabályozási eltérést! A nyomásszabályozó után tervezzünk megfelelő méretű puffertérfogatot! A nyomásszabályozó primer oldali vezetékét ne használjuk nyomáscsökkentésre! Kisnyomásnál a szekunder oldalra ne tervezzen forgódugattyús gázmérőt! 36 18

19 A nyomásszabályozó kiválasztásának további szempontjai megbízhatóság karbantartási igény alkatrész ellátás költség A nyomásszabályozó teljesítménye és a biztonsági követelmények 37 19

Hasonló dokumentumok

Gáznyomás-szabályozás, nyomásszabályozó állomások

Gáznyomás-szabályozás, nyomásszabályozó állomások Nyomásszabályozó állomások 1 Földgázszállító és -elosztó rendszer F O R R Á S O L D A L Hazai földgáztermelő mező kiadási pontja Import gázvezeték belépési